In Situ Biofabrication of Microbial Cellulose Capsules Carrying Cubosomes: Toward Colon Targeted Multidrug Delivery

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Ferreira, Filipe V. ; Ezazi, Nazanin Z. ; Otoni, Caio G. ; Aguiar, Ana Carolina ; Bianchi, Jhonatan R. O. ; Lopes, Joao H. ; dos Santos, Danilo M. ; Greca, Luiz G. ; Barud, Hernane S. ; Santos, Helder A. ; Rojas, Orlando J. ; Mattoso, Luiz Henrique Capparelli

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS APPLIED POLYMER MATERIALS; v. 6, n. 7, p. 13-pg., 2024-04-01.

Resumo

The colon is a main absorption site (nutrients and drugs) and a target for oral therapeutic delivery. However, the latter is challenged by the fact that most drugs degrade during transit in the gastrointestinal tract (GIT). Herein, we rationally designed a universal controlled-release system based on cubosomes contained in microbial nanocellulose capsules that enabled oral administration and pH-triggered delivery of bioactives. We show that the bicontinuous cubosome structure allows the simultaneous incorporation of drugs with differing polarity or surface energy. Furthermore, the multidrug cubosomes combined with the cellulose carrier by in situ biofabrication was demonstrated as a route toward multicomponent 3D capsules with added protection in the GIT. The obtained capsules were subsequently coated with sodium alginate to enable responsiveness, achieving dual cargo-controlled release and site-specific administration. In sum, we successfully engineered pH-responsive, nontoxic microcapsules as a versatile platform for colon-targeted multidrug delivery. (AU)

• Processo FAPESP: 22/03247-6 - Investigação de nanopartículas mesoporosas de vidros bioativos contendo nióbio na engenharia de tecido ósseo
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• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Processo FAPESP: 20/07956-6 - Biofabricação engenheirada de microcápsulas de biocelulose contendo arabinogalactana proveniente de biorrefinaria e cubossomas para entrega de fármacos direcionada ao cólon
• Beneficiário: Filipe Vargas Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/20973-4 - Nanofibras eletrofiadas coaxiais à base de quitosana para a liberação controlada de antibióticos e aplicações no tratamento de lesões periodontais
• Beneficiário: Danilo Martins dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 21/12071-6 - Arquitetando coloides via interações supramoleculares: de fundamentos a aplicações
• Beneficiário: Watson Loh
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/10636-8 - Da fábrica celular à biorrefinaria integrada Biodiesel-Bioetanol: uma abordagem sistêmica aplicada a problemas complexos em micro e macroescalas
• Beneficiário: Roberto de Campos Giordano
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 21/00980-1 - Síntese de cápsulas de nanocelulose para administração de insulina via oral
• Beneficiário: Ana Carolina de Aguiar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático